楊為家 何鑫 陳梅 張弛 梁萍

【摘要】本文以五邑大學(xué)應(yīng)用物理與材料學(xué)院所開設(shè)的《光電薄膜材料》研究生課程為例，就如何提高研究生的基礎(chǔ)科研能力和工程應(yīng)用能力進行教學(xué)改革探索，為高水平工科大學(xué)建設(shè)中的高素質(zhì)人才培養(yǎng)提供有益的借鑒。

【關(guān)鍵詞】能力培養(yǎng) 教學(xué)改革

【基金項目】本文系“廣東省半導(dǎo)體綠色光源協(xié)同育人平臺”（項目編號：粵教高函﹝2016﹞31 號）子課題五邑大學(xué)校級本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)項目（JX2017033）研究成果。

【中圖分類號】G642.0 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）47-0239-01

一、研究背景

上世紀(jì)90年代，美國工程教育界基于“大工程觀”提出“回歸工程”的教育理念，形成具有創(chuàng)新性的“工程模式”教育體系。進而，構(gòu)建OBE （Outcome based education，成果導(dǎo)向教育）工程認(rèn)證體系。本世紀(jì)初，廣東省根據(jù)國家由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的重大發(fā)展戰(zhàn)略，為進一步增強本省的發(fā)展?jié)摿透偁幜?，提出了建設(shè)高水平工科大學(xué)計劃，要求廣東省高校為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的工程應(yīng)用型人才。五邑大學(xué)是珠江三角洲西岸唯一一所以工科為主的多科性地方大學(xué)，于2017年進入廣東省高水平工科大學(xué)建設(shè)行列。與此同時，為了進一步做好人才培養(yǎng)工作，五邑大學(xué)目前正在如火如荼開展專業(yè)質(zhì)量提升工程。本文以五邑大學(xué)應(yīng)用物理與材料學(xué)院所開設(shè)的《光電薄膜材料》研究生課程為例，就如何提高研究生的基礎(chǔ)科研能力和工程應(yīng)用能力進行教學(xué)改革探索。

二、教學(xué)方法的改革探索

1.現(xiàn)場教學(xué)與交叉教學(xué)相結(jié)合。我院購置有較為完善的薄膜制樣設(shè)備，例如化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)、磁控濺射系統(tǒng)、高真空熱蒸發(fā)鍍膜設(shè)備等等。因此，可以使用筆記本電腦現(xiàn)場講解基本的鍍膜原理，然后，對照著設(shè)備現(xiàn)場講解。這樣做，可以提高學(xué)生的興趣，加深學(xué)習(xí)印象和學(xué)習(xí)效果。此外，我院部分設(shè)備是對學(xué)生開放的，因此，我們可以考慮將現(xiàn)場教學(xué)與交叉教學(xué)相結(jié)合，提高教學(xué)效果。例如，我們可以將薄膜制備（高真空熱蒸發(fā)鍍膜設(shè)備）和薄膜表征（紫外分光光度計）設(shè)計成一次課進行。具體的做法是，首先指導(dǎo)學(xué)生使用高真空熱蒸發(fā)鍍膜設(shè)備在載玻片上蒸鍍一層ZnO薄膜，接著指導(dǎo)學(xué)生使用紫外分光光度計測試制備好的ZnO薄膜樣品的透射譜，從而獲得ZnO薄膜在可見光范圍內(nèi)的透過率、吸收帶邊等信息。

2.翻轉(zhuǎn)課堂。根據(jù)課程的教學(xué)內(nèi)容，選擇幾個重要的主題，由學(xué)生獨立準(zhǔn)備PPT，并進行講解20-40分鐘。之后，同學(xué)和教師提問，演講的同學(xué)回答問題。最后，由教師進行點評，指出優(yōu)點和不足之處，并根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)給予相應(yīng)的成績。在這種教學(xué)模式下主題的選擇非常重要，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在準(zhǔn)備和講解的過程中，初步理解并能簡單應(yīng)用本課程的核心和關(guān)鍵知識。因此，翻轉(zhuǎn)課堂的主題可為薄膜的生長機理、薄膜生長動力學(xué)、拉曼光譜在光電薄膜性能表征中的應(yīng)用等等。

3.數(shù)據(jù)處理與分析手把手教學(xué)。眾所周知，實驗數(shù)據(jù)處理與分析是非常重要的。數(shù)據(jù)可不可靠、從實驗結(jié)果當(dāng)中我們可以得到什么有用的信息、下一步的實驗如何進行，這些都需要我們能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行準(zhǔn)確的分析。此外，為了更好的展示自己的研究成果或者發(fā)表好的論文，我們需要把實驗數(shù)據(jù)以恰當(dāng)?shù)膱D表形式展現(xiàn)出來。在光電薄膜的測試當(dāng)中，XRD和拉曼光譜是經(jīng)常采用的兩種表征手段。而在科學(xué)制圖當(dāng)中，origin則是最常用的一種繪圖工具軟件。因此，本課程將手把手教學(xué)生如何利用MDI jade分析XRD測試數(shù)據(jù)和運用NGSLabSpec軟件處理拉曼測試數(shù)據(jù)，進而使用origin軟件繪制出符合論文發(fā)表規(guī)范的數(shù)據(jù)結(jié)果圖。此項教學(xué)內(nèi)容可以有效培養(yǎng)學(xué)生做科研的基本技能，因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，基本掌握了上述三種軟件的常規(guī)使用方法。這為后續(xù)的科研工作和畢業(yè)論文的順利進行奠定了較好的基礎(chǔ)。

4.講授如何挖掘和撰寫專利的技巧，指導(dǎo)學(xué)生撰寫并申請一個光電薄膜材料相關(guān)領(lǐng)域的專利。當(dāng)今社會，核心技術(shù)的競爭力是決定企業(yè)生命的關(guān)鍵因素。因此，核心技術(shù)的保護是極其重要的一項工作。而保護核心技術(shù)最常用的手段就是申請專利保護。培養(yǎng)學(xué)生撰寫專利的能力，一方面，可以加強學(xué)生保護自主知識產(chǎn)權(quán)的意識和能力；另一方面，可以提高學(xué)生在未來就業(yè)當(dāng)中的競爭力。因此，本課程將向?qū)W生講授如何挖掘和撰寫專利的技巧，進而指導(dǎo)學(xué)生撰寫并申請一個光電薄膜材料相關(guān)領(lǐng)域的專利。擬申請的專利可以為：一種ZnO薄膜的制備方法、一種新型光電薄膜傳感器、一種新型太陽能電池等等。這部分的教學(xué)改革適應(yīng)學(xué)校高水平工科大學(xué)建設(shè)要求，符合學(xué)生的發(fā)展需要，因而深受學(xué)生喜愛，學(xué)生的積極性很高，全部順利完成了任務(wù)。

5.撰寫針對性課程綜述小論文，一舉四得。第一，幫助學(xué)生較為全面的認(rèn)識光電薄膜某一領(lǐng)域或者某一方向的發(fā)展，并獲得相應(yīng)的課程成績；第二，修改整理好之后，該論文可以在重要的學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表；第三，如學(xué)生以光電薄膜材料為研究方向，則該論文經(jīng)完善之后可作為學(xué)生畢業(yè)論文的開題報告；第四，該論文可以作為學(xué)生畢業(yè)論文緒論的部分內(nèi)容，這樣可以有效縮短畢業(yè)論文的撰寫時間。

三、結(jié)論

通過《光電薄膜材料》實踐教學(xué)改革，有針對性提高學(xué)生的基礎(chǔ)科研能力和工程應(yīng)用能力，并取得了較好的效果。未來，我們將以提高學(xué)生的基礎(chǔ)科研能力和工程應(yīng)用能力為導(dǎo)向，不斷完善教學(xué)改革，努力把《光電薄膜材料》打造成為研究生的精品課程。

參考文獻：

[1]唐斌.“大工程觀”背景下《光電子材料與器件》課程實踐教學(xué)改革的探索[J].教育教學(xué)論壇，2017，46，120-121.

[2]蔡信海.我國工程本科人才培養(yǎng)模式改革研究——以材料類專業(yè)為例[D].華南理工大學(xué)，2012.